Устройство для кодирования интервалов времени в позиционно чувствительном детекторе

)5 601 Т 5/О И Фь 4.ь шибки; на фиг, ойства последо исправляющег его двещего усдля кода одержит выход 1 ного детектора,устройство 3 пориггер 4, вход 5 импульсов, реги- вход 8 установки сов и кодирующеательного типа в кодирующего устГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Объединенный институт ядерных исследований(56) Заневский Ю,В. Проволочные детекторы элементарных частиц. М.: Атомиздат, 1978, с. 73.Питерсон У. Коды, исправляющие ошибки. М,: Мир, 1964, с. 173, 185 - 188, 279 - 306,Цитович А,П. Ядерная электроника, М.: Знергоатомиздат, 1984, с. 237.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ В ПОЗИЦИОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНОМ ДЕТЕКТОРЕ (57) Изобретение относится к ядерной электронике и может быть использовано в позиционно-чувствительных детекторах для регистрации нескольких интервалов времени и, соответственно, нескольких координат событий в течение цикла измерения. Целью Изобретение относится к ядерной электронике и может быть использовано в позиционно-чувствительных детекторах для регистрации нескольких интервалов времени и, соответственно, нескольких координат событий в течение цикла измерения.Цель изобретения - повышение разрешающей способности, упрощение устройства и увеличение скорости набора статистики.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг, 2 - схема кодирующего устройства последовательного типа для изобретения является повышение разрешающей способности, упрощение устройства и увеличение скорости набора статистики.Устройство содержит схему И, которая управляется триггером и через которую импульсы от позиционно-чувствительного детектора проходят на кодирующее устройство последовательного типа. Импульс "Старт" подается на первый. управляющий вход триггера и управляющий вход генератора пачек импульсов, выход которого подсоединен к входу синхронизации кодирующего устройства, имеющего параллельные,выходы, подсоединенные к регистрирующему устройству, а также последовательный выход, для работы с которым имеются также управляющий вход и вход синхронизации считывания. Наиболее существенным признаком устройства явля- (/) ется кодирующее устройство последовательного типа для кода, исправляющего мНогократные ошибки, в котором используется сдвиговый регистр с логическими обратными связями, 3 ил 1 табл,выл кода, исправляющ - схема кодирую т вательного типатри ошибки,Устройство (фиг. 1) с позиционно-чувствитель элемент И 2, кодирующее следовательного типа, т "Старт", генератор 6 пачек стрирующее устройство 7, генератора 6 пачек импуль го устройства 3 последов исходное состояние, Для20 30 и, соответственно, запоминающего одновременно два интервала времени (фиг, 2), содержит сумматоры 14 - 17 по модулю два, 35 45 50 ройства последовательного типа определены следующие входы-выходы; управляющий вход 9, вход 10 синхронизации (одновременно выход генератора пачек импульсов), вход 11, последовательный выход 12, вход 13 синхронизации считывания.Устройство работает следующим образом.На выход 1 поступают уже сформированные логические сигналы позиционно- чувствительного детектора. Второй вход элемента И 2 подключен к выходу триггера 4. На вход 5 "Старт" поступают сигналы от устройства, которое формирует стартовые импульсы. Входы регистрирующего устройства 7 подключены к параллельным выходам кодирующего устройства 3 последовательного типа. В зависимости от логического уровня, подаваемого на управляющий вход 9, данные могут выдаваться по последовательному выходу 12 последовательным кодом. На вход 10 синхронизации поступают сигналы синхронизации с выхода генератора пачек импульсов, На вход 13 синхронизации считывания подаются сигналы считывания данных последовательным кодом. Последним импульсом генератора б пачек импульсов по его управляющему выходу перебрасывается триггер 4 и закрывается схема И 2. Кодирующее устройство последовательного типа для кода, исправляющего две ячейки 18 - 25 сдвигового регистра, элементИ 26 и элемент ИЛИ 27.Остальные позиции на фиг. 2 аналогичны позициям на фиг. 1 (с целью упрощения не показаны цепи сброса триггеров в исходное состояние),. Кодирующее устройство для кода, исправляющего три ошибки (фиг. 3), содержит сумматоры 28 - 33 по модулю два, ячейки 34 - 43 сдвигового регистра и элемент И 44. Остальные позиции аналогичны приведенным на фиг. 1. Связи между логическими элементами на фиг. 2 и 3 описываются с помощью генераторных многочленов, которые известны из теории кодирования. Так, для кодирующего устройства последовательного типа, изображенного на фиг 2, связи между элементами описываются с помощью многочлена 90 Д (Х +Х+3 Х+Х 4 Х Х 1)=Х + 1+Х 6+Х +1Степень Х соответствует позиции ячеекрегистра сдвига, начиная с нулевой степениХ 0-1. 5 10 Перенос из старшего разряда в младшие описывается равенством Х =Х +Х +Х +1 (модуль 2). С помощью этого же многочлена можно определить состояние 8-разрядного сдвигового регистра в течение 15 тактов сдвига, Число тактов сдвига равно 2 - 1=15, так как многочлен 9(Х) не 4приводим и определяет циклический код.В таблице приведены состояния ячеек сдвигового регистра кодирующего устройства последовательного типа для кода, исправляющего две ошибки, и для случая, когда импульсы на его вход поступают во втором и двенадцатом тактах. В исходном состоянии все ячейки сдвигового регистра устанавливаются в "0" сигналом, поступающим по входу 8 установки в исходное состояние, Сигналом "Старт", поступающим на вход 5 "Старт", перебрасывается триггер 4 и запускается генератор б пачек импульсов. При этом элемент И 2 открыт для прохождения импульсов события, которые поступают с выхода позиционно-чувствительного детектора.В первом такте состояние детектора, сдвигового регистра не меняется, Во втором такте происходит занесение единицы в первый разряд сдвигового регистра, которая сдвигается вплоть до 9-го такта. В течение 10-го такта имеет место перенос Х =Х +Х +Х +1, поскольку на управляющий вход 9 в исходном состоянии подана логическая единица, Поэтому состояние сдвигового регистра будет 10001011 (младший разряд слева). Для того, чтобы определить состояние ячеек сдвигового регистра после 11-го такта, необходимо выполнить сдвиг вправо кода 10001011 -+ 01000101 и это значение сложить по модулю два с кодом переноса, т.е. с 10001011.Тогда получим01000101+ тпоб 210001011 11 001,11 0и так далее. В 12-м такте на вход 10 синхронизации поступает сигнал с выхода элемента И 2. Кодирование двух интервалов времени продолжается вплоть до 15-го такта, как принято в технике корректирующих кодов, Таким образом, код 00111110 содержит данные о времени поступления двух событий. Это кодовое слово можно сосчитать как в параллельном виде на регистрирующее устройство 7, так и последовательном коде (последовательный выход 12). В последнем случае на управляющий вход 9 извне подается уровень напряжения, соответствующий логическому нулю, и цепь об 164241410 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ратной связи разрывается. Далее на вход 13 синхронизации считывания подается 8 тактовых импульсов, с помощью которых содержимое регистра сдвигается на выход 12,В качестве схемы декодирования занесенных в память регистрирующего устройства 7 кодов может быть использовано постоянное программируемое запоминающее устройство, запрограммированное соответствующим образом,Для того, чтобы можно было однозначно регистрировать сигналы от 3 частиц, необходимо выбрать кодирующее устройство последовательного типа, которое применяется для исправления 3 ошибок, Так, для кодирующего устройства последовательного типа, изображенного на фиг. 3, многочлен д (Х) =Х"+ Х+ Х+ Х+ Х+Х+1==. (Х +Х+1) ( Х + Х + Х +Х+1) (Х +Х+1).Очевидно, что для повышения точности измерения интервалов времени необходимо повышать частоту генератора пачки и, соответственно, увеличивать число ячеек сдвигового регистра, Известны таблицы таких многочленов, Так, если использовать многочлен д(Х=Х +Х + Хщ+ Х"4+ Х 1 з+ +Х +Х +Х+Х+Х+Х+Х +Х+1,то можно регистрировать сигналы от пяти частиц, а число тактов равно 47. В общем виде в качестве порождающего полинома д(Х) наиболее удобно выбирать полинам двоичного кода Боуза-Чоудхури, который имеет регулярную структуру, и поэтому существуют правила построения кодирующих устройств. Известно, что порождающий полином д(Х) для двоичного кода Боуза-Чоудхури имеет в качестве корней элементы поля Га- луа ОР(2 ), представляемые последовательными степенями первообразного элемента а, Четные степени элемента а могут быть отброшены, так что последовательность корней полинома д(Х) имеет вид а, а, 5 21-1еПолином, удовлетворяющий этому условию, порождает код, исправляющий все ошибки кратности 1, Для построения поли- нома д(Х) можно образовать минимальные полиномы а 1(Х) (1=1, 3, 5, . , 2 т - 1), Минимальные полиномы определяются системой своих ко 4 оней, которая имеет следующий вид: а,212 з"Тогда порождающий,полинам есть наибольшее общее кратное минимальных полиномов до порядка 21-1 включительно, причем степень в(Х) не. выше щ, так что степень д(Х) не выше гл 1, Таким образом, число проверочных символов не выше от (синдром кода или число разрядов кодирующего устройства), Так, при а=4 и п=2 - 1=154 имеем трй минимальных полинома: гп(Х)=1+ +Х+ Х , гпз(Х) =1+Х+Х +Х + Х; гп 5(Х)=1+Х+ХКоонями этих полиномов являются элементы поля Галуа 6 Ц 2 )а, а и а .Наиболее существенным признаком предлагаемого устройства является наличие кодирующего устройства последовательного типа для кода, исправляющего многократные ошибки, применяемого в вычислительной технике и в технике связи, Использование такого устройства по непрямому назначению позволяет запомнить в регистре кодирующего устройства несколько интервалов времени, а считывание данных в память регистрирующего устройства происходит один раз после цикла измерения. В результате при одной и той же скорости считывания данных в регистрирующее устройство в несколько раз повышается скорость набора статистики и, наоборот, при одной и той же скорости считывания упрощается устройство за счет упрощения регистрирующего устройства, так как снижаются требования к нему. Кроме того,за счет введения генератора пачек импульсов, который в принципе нужен для кодирования, исключается необходимость организации чтения от второго конца детектора с целью выработки сигнала "Стоп". Зто приводит к повышению скорости набора статистики по меньшей мере в два раза. Кроме того, поскольку в кодирующем устройстве используется сдвиговый регистр с логическими обратными связями, то по крайней мере вдвое повышается разрешающая способность устройства в целом по сравнению с известным устройством, в котором используется двоичный счетчик на основе триггеров со счетным входом. Так, счетчик К 155 ИБ 5 имеет рабочую частоту 18 ЙГц, а сдвиговый регистр 155 ИР 1 - рабочую частоту 36 МГц. Задержка в сумматоре по модулю два 155 ЛП 5 составляет 7 нс. Таким образом, разрешающее время в известном устройстве, если использовать ТТЛ-микросхемы, равно 40 нс, а в предлагаемом устройстве составляет не более 23 нс.С точки зрения потребляемой мощности при равном числе разрядов сдвиговый регистр потребляет в два раза меньше мощности, чем счетчик,Формула изобретения Устройство для кодирования интервалов времени в позиционно-чувствительном детекторе, содержащее элемент И, триггер и регистрирующее устройство, причем первый вход элемента И.соединен с выходом позиционно-чувствительного детектора, 1642414второй вход соединен с выходом триггера, первый управляющий вход триггера соединен с входом "Старт", о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения разрешающей способности и увеличения скорости набора статистики, введены генератор пачек импульсов, содержащий управляющий вход, выход, управляющий выход и вход установки в исходное состояние, кодирующее устройство последовательного типа, содержащее вход, параллельные и последовательный выходы, вход синхронизации, вход синхронизации считывания, управляющий вход и вход установки в исходное состояние, причем выход элемента И соединен с входом кодирующего устройства последовательного типа, вход синхронизации которого подключен к выходу генератора пачек импульсов, управляющий выход 5 которого соединен с вторым управляющимвходом триггера, а управляющий вход - с входом "Старт", параллельные выходы кодирующего устройства последовательного типа подключены к входам регистрирующе го устройства, последовательный выход кодирующего устройства последовательного типа является последовательным выходом устройства для кодирования интервалов времени в позиционно-чувствительном де текторе.1642414 Параллелен ходы иа 7Фи 2 оставитель М.Данилехред М.Моргентал Редактор А.Огар ектор А.Осауленко Заказ 1146 Тираж 297 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101